ES2289683T3 - Manguito de transmision elastico para engranajes de reduccion. - Google Patents
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Abstract
Sistema de manguito/abrazadera, que comprende: (A) un manguito (100) que, a su vez, comprende: - una primera parte (100a) elástica que tiene al menos una ranura (102, 103) pasante, teniendo cada una sustancialmente forma de L; - una segunda parte (100b) que es una continuación de dicha primera parte (100a) elástica y que tiene un diámetro más grande que dicha primera parte (100a) elástica, y teniendo la superficie exterior de dicha segunda parte (100b) dos muescas (104, 105), cada una para alojar un anillo (38, 39) de retención respectivo para retener la jaula (16b) interior del cojinete (16); - una tercera parte (100c) que es una continuación de dicha segunda parte (100b) y que aloja medios para el ensamblaje a un primer árbol (25); y (B) una abrazadera (101) para apretar por deformación dicha primera parte (100a) elástica alrededor del extremo de un segundo árbol (11).
Description
Manguito de transmisión elástico para engranajes
de reducción.
La presente invención se refiere a un manguito
de transmisión elástico para engranajes de reducción.
Un dispositivo de acoplamiento para acoplar dos
árboles se describe en el documento US-1 479 583
(CAREY). El dispositivo de acoplamiento descrito en tal documento
es uno de tipo bayoneta.
Tal como se explica en la descripción de lados
opuestos de un enchufe sobresalen un par de clavijas, que en uso
real enganchan un par pertinente de ranuras en un enchufe hembra. En
este caso la rigidez del cuerpo del enchufe hembra desempeña un
papel muy importante. De hecho, si el cuerpo del enchufe hembra
fuera flexible (concretamente no rígido) cualquier fuerza axial que
tienda a separar un manguito de este tipo del enchufe conseguiría
un desenganche no deseado de las clavijas de las ranuras. Por tanto,
el dispositivo de acoplamiento descrito en el documento
US-1 479 583 (CAREY) no es adecuado para acoplar un
engranaje de reducción a un árbol de transmisión. Otro dispositivo
de acoplamiento para engranajes de reducción se conoce del documento
EP 1167817.
Además, en engranajes de reducción, se utiliza
un manguito elástico para conectar el engranaje de reducción
mecánicamente a un árbol de transmisión.
El manguito se aprieta con respecto al árbol de
transmisión mediante una abrazadera en forma de un anillo cortado
de manera radial. A cada lado de (y perpendiculares a) el corte
radial, hay dos orificios pasantes roscados, alineados, en los que
en funcionamiento se atornilla un perno.
Por ejemplo, una realización conocida emplea un
manguito con una ranura pasante con forma de T.
Más específicamente, la ranura pasante con forma
de T comprende una primera parte paralela al eje de simetría
longitudinal del manguito, y una segunda parte (con forma de arco)
circunferencial sustancialmente perpendicular a la primera
porción.
La investigación y los ensayos han mostrado que
los manguitos de esta clase no son fiables, difiriendo en
desequilibrio según cómo está colocada la abrazadera con respecto al
manguito.
Es decir, comprimiendo los orificios pasantes y
un perno, la abrazadera en sí misma está intrínsecamente
desequilibrada, y el grado de desequilibrio del sistema de
manguito-abrazadera depende de la posición angular
relativa de los dos elementos (manguito y abrazadera).
En otras palabras, girando la abrazadera con
respecto al manguito, se establece una posición relativa entre los
dos en la que hay un mínimo de desequilibrio, pero que normalmente
se traduce en aumento de vibración y desgaste del sistema.
El manguito con ranura en forma de T descrito
anteriormente tiene también la desventaja de tener una sección
resistente desequilibrada concentrada en su totalidad sobre un lado
del manguito.
Las desventajas anteriores se agravan
adicionalmente en el caso de un engranaje de reducción de precisión,
y en particular en un engranaje de reducción epicíclico de
precisión.
Existe demanda por tanto de un manguito, y
hablando más en general de un sistema de manguito/abrazadera, que
proporcione una cantidad mínima, igual de desequilibrio, sin tener
en cuenta la posición angular de la abrazadera con respecto al
manguito.
Por tanto es un objeto principal de la presente
invención proporcionar un manguito de transmisión elástico para
engranajes de reducción, diseñado para eliminar las desventajas
mencionadas anteriormente.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema de manguito/abrazadera mejorado.
Según la presente invención, se proporciona un
manguito de transmisión elástico para engranajes de reducción,
según la reivindicación 1.
El manguito elástico según la presente invención
es particularmente ventajoso para engranajes de reducción de
precisión, en particular engranajes de reducción epicíclicos de
precisión utilizados en campos tales como ingeniería robótica.
Una realización no limitativa de la presente
invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra una sección de un engranaje
de reducción epicíclico de precisión que presenta un manguito de
transmisión elástico que es el principal objeto de la presente
invención;
la figura 2 muestra una vista isométrica de un
manguito de transmisión elástico según la invención;
la figura 3 muestra una vista lateral del
manguito elástico de la figura 2.
Para una comprensión clara de la presente
invención, se dará una breve descripción de un engranaje de
reducción epicíclico de precisión conocido que comprende un
manguito elástico innovador.
El número 10 en la figura 1 indica un engranaje
de reducción epicíclico conocido que comprende un manguito 100 de
transmisión elástico según la presente invención.
El movimiento se transmite al engranaje 10 de
reducción epicíclico mediante un árbol 11 de transmisión conectado
mecánicamente a un motor (no mostrado).
El árbol 11 de transmisión tiene un eje de
simetría (a) longitudinal, que es también el eje de simetría
longitudinal del engranaje 10 de reducción.
De manera conocida, el engranaje 10 de reducción
epicíclico comprende una carcasa 12 exterior rebordeada,
sustancialmente tubular.
La carcasa 12 exterior comprende un reborde 12a,
que está fijado mediante medios conocidos (no mostrados) a un apoyo
(no mostrado).
La carcasa 12 está cerrada en un primer extremo
mediante un elemento 13 sustancialmente anular retenido dentro de
la carcasa 12 exterior mediante un reborde 12 atornillado a la
carcasa 12 mediante un número de tornillos 15 (sólo se muestra uno
en la figura 1).
Tal como se muestra en la figura 1, el elemento
13 tiene un orificio central para alojar un cojinete 16.
La jaula 16a exterior del cojinete 16 está
fijada mediante medios conocidos a la pared del orificio 13a
central, mientras que la jaula 16b interior del cojinete 16 se
fabrica solidaria (mediante medios conocidos) con el manguito 100
de transmisión elástico.
En el lado dirigido al manguito 100 elástico, el
engranaje 10 de reducción está cerrado por una cubierta 17
atornillada mediante un número de tornillos 18 al reborde 14 y al
elemento 13.
La cubierta 17 tiene un número de orificios 19
roscados (sólo se muestra 1 en la figura 1) por medio de los cuales
ensamblar el motor (no mostrado).
Tal como se muestra en la figura 1, la cubierta
17 tiene un orificio 17a central que aloja una parte de extremo del
árbol 11 de transmisión, el manguito 100 elástico, y una abrazadera
101, que, como se verá, proporciona el apriete del manguito 100
elástico con respecto al árbol 11 de transmisión.
En el lado opuesto a la cubierta 17, un elemento
20 anular está fijado dentro de la carcasa 12 exterior.
El elemento 20 tiene un orificio 20a central que
aloja dos cojinetes 21, 22 separados por separadores 23.
Tal como en métodos conocidos, las jaulas 21a,
22a de los cojinetes 21, 22 están fijadas a la pared del orificio
20a, mientras que las jaulas 21b, 22b son solidarias a un árbol 24
de salida conectado mecánicamente a un dispositivo (no mostrado) de
usuario final.
El engranaje 10 de reducción epicíclico de
precisión entre los elementos 13 y 20 comprende dos fases de
reducción SP1, SP2 (véase más adelante).
El manguito 100 de transmisión elástico es
solidario (de manera conocida) a un árbol 25 que soporta un
engranaje 26 solar de la primera fase de reducción SP1.
El engranaje 26 solar engrana con un número de
engranajes 27 planetarios (sólo se muestra uno en la figura 1) que,
a su vez, engrana con un engranaje 28 de anillo fijo en la pared
interior de la carcasa 12.
Cada engranaje 27 planetario está conectado
mecánicamente a un soporte 29 planetario mediante una clavija 30
relativa.
En resumen, la primera fase de reducción SP1
comprende el engranaje 26 solar, los engranajes 27 planetarios, el
engranaje 28 de anillo fijo, el soporte 29 planetario, y las
clavijas 30.
El soporte 29 planetario tiene un orificio 29a
pasante que tiene dientes 31 que engranan con una acanaladura 32
sobre un árbol 33.
Los árboles 25 y 33 tienen el mismo eje de
simetría (a) longitudinal.
El árbol 33 comprende también un engranaje 34
solar de la segunda fase de reducción SP2.
El engranaje 34 solar engrana con un número de
engranajes 25 planetarios (sólo se muestra uno en la figura 1), que
engranan simultáneamente con el engranaje 28 de anillo fijo.
El engranaje 35 planetario trasero está
conectado mecánicamente a un soporte 36 planetario mediante una
clavija 37 relativa.
En resumen, la segunda fase de reducción SP2
comprende el engranaje 34 solar, los engranajes 35 planetarios, el
engranaje 28 de anillo fijo, el soporte 36 planetario, y las
clavijas 37.
El engranaje 36 solar es solidario al árbol 24
de salida mediante medios conocidos.
La velocidad del árbol 11 de transmisión ha
sufrido por tanto dos reducciones en las dos fases de reducción
SP1, SP2.
El manguito 100 elástico, que es el principal
objeto de la presente invención, se muestra con más detalle en las
figuras 2 y 3.
El manguito 100 es sustancialmente cilíndrico.
Más específicamente, el manguito 100 comprende tres partes 100a,
100b, 100c cilíndricas formadas en una pieza y en serie entre
sí.
Tal como se muestra en las figuras 2 y 3, la
parte 100a elástica tiene dos ranuras 102, 103 pasantes que permiten
la deformación de la parte 100a para agarrar el árbol 11 de
transmisión según se necesite (véase más adelante).
La ranura 102 comprende una primera parte 102a
recta paralela al eje (a) y en serie con una segunda parte 102b con
forma de arco. Ambas partes102a, 102b se combinan entre sí para
formar una forma sustancialmente
de L.
de L.
De manera similar, la ranura 103 comprende una
primera parte 103a recta paralela al eje (a) y en serie con una
segunda parte 103b con forma de arco. Ambas partes 103a, 103b se
combinan entre sí para formar una ranura 103 sustancialmente con
forma de L.
Tal como se muestra en las figuras 2 y 3, ambas
ranuras 102, 103 pasantes están equilibradas y son simétricas con
respecto al eje (a).
Es decir, mientras las partes 102a, 103a son
diametralmente opuestas sobre la parte 100a, las partes 102b, 103b
son continuaciones ideales respectivas de las partes 102a, 103a en
la dirección de la flecha F según las agujas del reloj (figura 3),
de modo que el material de la parte 100a está perfectamente
equilibrado.
Más específicamente, la parte 102b comprende un
punto P1 de inicio y un punto P2 de extremo de la parte 102b en la
dirección de la flecha F según las agujas del reloj. En otras
palabras, el punto P1 es el punto de extremo de la parte 102a, y el
punto de inicio de la parte 102b.
De manera similar, la parte 103b comprende un
punto P3 de inicio y un punto P4 de extremo de la parte 103b en la
dirección de la flecha F según las agujas del reloj.
Una primera zona R1 resistente está ubicada
entre el punto P2 de la parte 102b y el punto P3 de la parte 103b,
y, de manera similar, una segunda zona R2 resistente está ubicada
entre el punto P1 y el punto P4.
Ambas zonas R1 y R2 resistentes son simétricas
con respecto al eje (a).
La parte 100b en las figuras 2 y 3 tiene un
diámetro mayor que la parte 100a, y la superficie exterior de la
parte 100b tiene dos muescas 104, 105, cada una para alojar un
anillo 38, 39 de retención respectivo para retener la jaula 16b
interior del cojinete 16 (véase también la figura 1).
La parte 100c es una continuación de las partes
100a, 100b, y puede alojar medios para ensamblar al árbol 25 (es
decir, dientes que enganchan una acanaladura sobre la superficie
exterior del árbol 25).
La parte 100a es por tanto la sección del
manguito 100 en la que se utiliza la elasticidad del material (por
ejemplo acero) del que está fabricado.
Para utilizar la parte 100a, en la realización
de la figura 1, para agarrar el árbol 11 de transmisión, se utiliza
la abrazadera 1.
\newpage
La abrazadera 101 generalmente comprende un
anillo 101a cortado de manera radial (corte no mostrado en los
dibujos), que, a cada lado del corte (no mostrado), comprende dos
orificios 101b pasantes roscados, siendo uno la continuación ideal
del otro.
Los orificios 101b se colocan terminados con un
perno (no mostrado) que se atornilla o desatornilla para apretar o
liberar la parte 100a elástica respecto al árbol 11 de
transmisión.
Para atornillar o desatornillar el perno, se
proporciona un orificio (no mostrado) sobre la cubierta 17 para que
el usuario inserte una llave Allen (no mostrada).
En resumen, la abrazadera 101 de apriete aprieta
también las partes 100a del manguito 100 alrededor del extremo del
árbol 11 de transmisión. Como el manguito 100 elástico está a su vez
fijado al árbol 25, el movimiento se transmite desde el árbol 11 de
transmisión (árbol de entrada) al árbol 24 de salida a través de dos
fases de reducción SP1 y SP2 del engranaje 10 de reducción
epicíclico.
La abrazadera 101 puede fabricarse de metal
ligero (por ejemplo aluminio o una aleación de aluminio) o acero.
El perno (no mostrado) para apretar la abrazadera 101 al manguito
100 puede fabricarse ventajosamente de titanio para reducir el peso
de la estructura garantizando aún la resistencia mecánica.
Aunque el manguito 100 elástico se muestra
aplicado a un engranaje 10 de reducción epicíclico de precisión,
para cualquier experto en la técnica, estará claro que el manguito
100 elástico puede utilizarse en cualquier tipo de engranaje de
reducción.
Las ventajas del manguito elástico según la
presente invención son las siguientes:
- -
- el centro de torsión del manguito es baricéntrico (se encuentra exactamente a lo largo del eje (a));
- -
- para una masa dada, se reduce la tensión en comparación con manguitos conocidos de este tipo;
- -
- pueden utilizarse incluso abrazaderas equilibradas de manera imperfecta, es decir, sin orificios de equilibrio.
- -
- la abrazadera puede colocarse en cualquier posición respecto al manguito sin afectar al equilibrio del sistema de manguito/abrazadera.
Claims (6)
1. Sistema de manguito/abrazadera, que
comprende:
- (A)
- un manguito (100) que, a su vez, comprende:
- -
- una primera parte (100a) elástica que tiene al menos una ranura (102, 103) pasante, teniendo cada una sustancialmente forma de L;
- -
- una segunda parte (100b) que es una continuación de dicha primera parte (100a) elástica y que tiene un diámetro más grande que dicha primera parte (100a) elástica, y teniendo la superficie exterior de dicha segunda parte (100b) dos muescas (104, 105), cada una para alojar un anillo (38, 39) de retención respectivo para retener la jaula (16b) interior del cojinete (16);
- -
- una tercera parte (100c) que es una continuación de dicha segunda parte (100b) y que aloja medios para el ensamblaje a un primer árbol (25);
- y
- (B)
- una abrazadera (101) para apretar por deformación dicha primera parte (100a) elástica alrededor del extremo de un segundo árbol (11).
2. Sistema (100) de manguito/abrazadera según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada ranura (102,
103) comprende una primera parte (102a, 103a) recta respectiva
paralela a un eje de simetría (a) longitudinal del manguito (100)
elástico, estando dicha primera parte (102a, 103a) respectiva en
serie con una segunda parte (102b, 103b) respectiva con forma de
arco.
3. Sistema (100) de manguito/abrazadera según la
reivindicación 2, caracterizado porque las dos ranuras (102,
103) están equilibradas y son simétricas con respecto a dicho eje
(a).
4. Sistema (100) de manguito/abrazadera según la
reivindicación 3, caracterizado porque dichas dos partes
(102b, 103b) son diametralmente opuestas, y porque dichas dos partes
(102b, 103b) son continuaciones ideales respectivas de dichas dos
partes (102a, 103a) en una dirección (F) según las agujas del reloj,
para equilibrar perfectamente el material.
5. Engranaje (10) de reducción de precisión,
caracterizado por comprender al menos un sistema de
manguito/abrazadera según una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 4.
6. Engranaje (10) de reducción según la
reivindicación 5, caracterizado por ser un engranaje de
reducción epicíclico.
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